脱脂米糠是米糠油工业中营养丰富的副产品，富含蛋白质、膳食纤维、矿物质、维生素以及酚类、类黄酮等多种生物活性化合物。然而，其粗糙的质地和不理想的功能特性（如水溶性差、持水性弱等）极大地限制了其在食品体系中的应用。如何通过有效的加工技术改良脱脂米糠的结构与功能，释放其潜在营养价值，成为了一个亟待解决的问题。
传统上，物理粉碎是减小粒径、增加比表面积的常用方法，有望改善其感官和功能特性。与此同时，作为一种非热食品加工技术，伽马辐照能够通过破坏分子键、改变蛋白质结构来影响食品的营养和功能属性。但单独使用任何一种技术都可能存在局限：单纯粉碎可能不足以改变内部化学键或充分释放结合态抗氧化剂；而单独对粗大的米糠颗粒进行辐照，其粗糙的质地可能阻碍辐照的均匀渗透。因此，研究人员假设，将两种技术结合——先通过粉碎减小粒径、增加比表面积，再施以伽马辐照，可能会产生协同效应，更有效地修饰内部结构，从而优化其技术功能特性并增强生物活性化合物的释放。
为此，来自泰国国立法政大学科学与技术学院的Supattra Supawong和Sirilak Chookaew在《Applied Food Research》上发表了研究论文，系统探讨了粉碎（50、100、140目）与伽马辐照（0、5、10 kGy）联合处理对脱脂米糠的物理结构、化学特性、技术功能性质及抗氧化活性的影响。
为开展此项研究，作者主要应用了以下几种关键技术方法：首先，对脱脂米糠样品进行不同细度的粉碎处理，并通过不同剂量的钴-60（60Co）伽马源进行辐照。其次，利用扫描电子显微镜观察样品微观形貌，并通过激光粒度分析仪测定粒径分布。再者，采用X射线衍射分析样品晶体结构，并计算相对结晶度；使用傅里叶变换红外光谱分析官能团变化。此外，通过标准方法测定了样品的持水能力、溶胀能力、油结合能力及水溶性指数等技术功能特性。最后，通过福林-酚法和DPPH（1,1-二苯基-2-三硝基苯肼）自由基清除能力、FRAP（铁离子还原抗氧化能力）测定法评估了其总酚含量和抗氧化活性。所有数据均进行了统计学分析。
粒径分布与微观结构
研究表明，粉碎能显著降低脱脂米糠的粒径（D10， D50， D90值）。伽马辐照仅在50目粗颗粒中显示出进一步减小粒径的效果，在更细的100目和140目样品中影响不显著，这可能与微粒的重新聚集有关。扫描电镜图像显示，粉碎后的样品表面出现更多裂缝和碎片，暴露出更大的表面积。辐照处理本身在所用剂量下未明显改变微观形貌，但在更细的粉末中观察到小颗粒的轻微分散，这可能是由于辐照对更小颗粒结构的破坏作用。
颜色、堆积密度与pH值
粉碎使脱脂米糠的亮度（L值）增加，红度（a值）和黄度（b*值）降低。总色差（ΔE）随着粉碎细度的增加而增大，表明颜色变化更明显。有趣的是，在相同的粉碎细度下，辐照处理反而降低了ΔE值，意味着辐照可以部分抵消因粉碎引起的颜色偏离，使颜色更接近未处理的原始样品。粉碎显著提高了样品的堆积密度，这归因于更细的颗粒填充了颗粒间的空隙。伽马辐照对堆积密度影响不大，但导致pH值出现轻微但显著的下降，这可能与辐照诱导的淀粉氧化或蛋白质酸性侧链暴露有关。
晶体结构与化学结构
X射线衍射分析表明，联合处理并未改变脱脂米糠典型的C型晶体结构模式，但伽马辐照倾向于降低其整体结晶度，特别是在经过更细粉碎的样品中（100目和140目）。傅里叶变换红外光谱分析显示，辐照后样品在3280 cm-1附近的O-H伸缩振动峰强度增加，表明伽马辐照破坏了脱脂米糠基质中的氢键，使更多的游离羟基暴露出来。这与其水溶性指数的提高相吻合。
技术功能特性
研究结果显示，持水能力、溶胀能力和油结合能力均随着粉碎细度的增加而显著降低。这可能是因为粉碎破坏了纤维基质的结构，导致其原有的持水孔隙坍塌，同时也形成了更致密的结构，减少了内部孔隙率，从而影响了持油能力。相比之下，水溶性指数则随着粉碎细度的增加和辐照剂量的提高而显著上升。辐照处理，尤其是与粉碎结合时，通过破坏分子键、降低结晶度以及修饰蛋白质和纤维结构，极大地促进了脱脂米糠在水中的溶解性。
抗氧化特性
总酚含量和抗氧化活性（DPPH自由基清除能力和FRAP）在联合处理后得到显著提升。粉碎本身通过增加比表面积，促进了酚类化合物的提取。伽马辐照，特别是在更细的粉末（140目）上应用时，能够将结合态酚类物质转化为游离态，从而进一步增加总酚含量。抗氧化活性的增强与总酚含量的增加密切相关，此外，辐照引起的蛋白质修饰和可能的美拉德反应产物的形成也贡献了抗氧化能力。
本研究得出的核心结论是，粉碎与伽马辐照的协同处理能够有效改性脱脂米糠。具体而言，将脱脂米糠粉碎至140目并结合10 kGy的伽马辐照，能最有效地破坏其致密结构，显著提高水溶性，并释放出更多的生物活性物质（如酚类化合物），从而增强其抗氧化能力。虽然更细的粉碎会降低其持水能力和油结合能力，但这种结构改变恰恰为需要高溶解性的食品应用（如汤羹、酱料、饮料等）提供了优势。该研究揭示了物理粉碎与辐照技术在修饰农业副产物微观结构-功能关系方面的独特协同效应，为将脱脂米糠升级再造为一种多功能的高价值食品配料提供了科学依据和技术路径，对促进农产品副产物的高值化利用和功能性食品开发具有重要意义。
